(57)【要約】      （修正有）【課題】表示又は照明系に、経済的にまた背景光に適応した光を供給する光学エネルギー収集系統を提供する。【解決手段】背景光源（太陽光）からの光エネルギー１０５を収集して、表示系統に提供して映像を表示する。集光反射器１１０と光ファイバ１２０とを備え、さらに補助光源１３５を備える。表示系統を周回して照射する該背景光源からの光学エネルギー１０５を収集することにより、該表示系統周囲の背景輝度に基づいて、該光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整する。【選択図】図３
2005055857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを映像表示用の表示系統に提供する光学エネルギー収集系統であって、
これを使用して前記表示系統を周回して照射する背景光源からの光学エネルギーを収集することにより、前記表示系統周囲の背景輝度に基づいて、前記光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整することを特徴とする光学エネルギー収集系統。
【請求項２】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、背景輝度太陽光からの光学エネルギーを収集して背景光源とする太陽光輻射収集系統を備えてなる請求項１記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項３】
前記太陽光輻射収集系統はさらに、前記背景輝度太陽光からの太陽光を、光収集ポートに反射してフォーカスする放物線反射器を備えてなり、
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記背景輝度太陽光より収集された光学エネルギーを補助するための補助光源からの光学エネルギーを収集する補助光学エネルギー収集系統を備えてなり、
前記補助光学エネルギー収集系統はさらに、ランプと、このランプから光収集ポートに発射された光輻射を反射してフォーカスする楕円形反射器とを備えてなり、
前記太陽光輻射収集系統はさらに、前記背景輝度からの太陽光を前記光収集ポートにフォーカスさせるフレネルレンズを備えてなり、
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記太陽光輻射収集系統を回転支持する回転ベースを備えてなる請求項１記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項４】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、この光学エネルギー収集系統に接続され、この収集系統により収集された光学エネルギーが戸外の映像表示をするのに応用される戸外表示装置を備え、又は、
前記光学エネルギー収集系統を支持してこの収集系統により収集された光学エネルギーが不同戸外地点で戸外の映像表示をするのに応用される移動式戸外表示装置を備え、もしくは、
戸外表示面を有し、前記光学エネルギー収集系統を支持すると共に、該収集系統により収集された光学エネルギーが不同戸外地点における戸外表示面での戸外の映像表示に応用されるトレーラ上に設置されたトレーラ表示装置を備えてなる請求項１記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項５】
光学エネルギーを映像表示用の表示系統に提供する光学エネルギー収集系統において、
前記表示系統に周回して照射する背景光源からの光学エネルギーを収集することにより、該表示系統周囲の背景輝度に基づいて前記光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整することを特徴とする光学エネルギー収集方法。
【請求項６】
太陽光からの光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統はさらに、太陽光収集器を最適な太陽光収集方向にガイド移動する太陽光追跡系統を備えてなる請求項１に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項７】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、表示器に伝送された太陽光学エネルギーの部分エネルギーをセンシングして制御する太陽光調整系統を備え、そしてこの太陽光調整系統はさらに、透明度を変化して不同太陽光エネルギーを光学エンジンに伝送する透明度変化装置を備えてなり、
前記太陽光追跡系統はさらに、前記太陽光収集器を不同の回転軸に沿って回転支持させることにより、該太陽光収集器を最適な太陽光収集方向にガイド移動する回転ベースを備えてなり、
前記太陽光収集器はさらに、前記背景輝度からの太陽光を光学収集ポートに反射してフォーカスする放物線形反射鏡を備えてなり、
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記補助光源からの光学エネルギーを収集して前記太陽光収集器により収集された補助光学エネルギーの補充に供する補助光学エネルギー収集系統を備え、そしてこの補助光学エネルギー収集系統はさらに、ランプと、このランプから光学収集ポートに射出された光学輻射を反射してフォーカスする反射鏡を備えてなり、
前記太陽光収集器はさらに、該太陽光収集器を支持して該光学エネルギー収集器により収集された光学エネルギーが不同戸外地点で戸外の映像表示をするのに応用される移動式戸外表示装置を備えてなり、
前記太陽光収集器はさらに、太陽光を前記光学収集ポートにフォーカスするフレネルレンズを備えてなる請求項１又は６に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項８】
光学エネルギーを映像表示用の表示系統に供する光学エネルギー収集系統であって、
前記表示系統を移動して照明する光源相対性表示系統と、
光ビームを収集して照明する光源照明自動収集装置とを備えてなる光学エネルギー収集系統。
【請求項９】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記自動収集装置により収集された前記照明の光ビームを前記表示系統に伝送する伝送装置を備えてなる請求項８に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１０】
前記光源は太陽であり、
前記自動収集光学エネルギー系統はさらに、前記照明の光ビーム用の前記収集装置を搭載する追跡系統を備え、この追跡系統は座標系統の軸に沿って回転するベースと、このベースにより支持され該収集装置を支持すると共に該座標系統の他の軸に沿って回転する支持器とを備えてなり、その中、
該ベースは第一のモータの第一の回転軸により駆動され、該支持器は第二のモータの第二の回転軸により駆動され、これら回転軸はそれぞれ座標系統の2座標軸に沿って位置し、これらモータはそれぞれ座標系統の２座標軸に沿って回転され、該座標系統は天文座標系又は直交座標系である請求項９に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１１】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記収集装置と前記伝送装置との間に設置して、前記照明の光ビームからのＵＶ光線をろ過するろ過器を備え、そしてこのＵＶろ過器は該収集装置に塗布される請求項８又は９に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１２】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記収集装置と伝送装置との間に設置して前記照明の光ビームからのＩＲ光線をろ過するＩＲろ過器を備え、そしてこのＩＲろ過器は該収集装置上に塗布される請求項８又は９に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１３】
前記収集装置は集光レンズ又は放物線形反射器であり、
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記表示系統における少なくとも一光源を備え、該表示系統は投影機である請求項８又は９に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１４】
前記伝送装置はオプチカル・ファイバである請求項９に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１５】
装置の移動に対応して該装置を照明する光源と、
この光源により照明され、該光源の輝度を収集して光学エネルギーを提供する自動収集装置と、
該装置の該光学エネルギーをセンシングして制御する照明調整系統とを備えてなる光学エネルギー収集系統。
【請求項１６】
前記光学エネルギー収集系統はさらに、前記自動収集装置により収集された前記照明の光ビームを前記表示系統に伝送する伝送装置を備えてなる請求項１５に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１７】
前記光源調整系統は、前記照明の光ビームをセンシングするセンシング系統と、該照明の光ビームを調整する調整系統とを備えてなり、
前記センシング系統は、モータおよび不同透明度を有するディスクを備えた輝度選択器と、該輝度選択器からの光を２不同光ビームに分離する光ビーム分離器と、この光ビーム分離器により分離された光ビームの照度を検知する輝度検知器とを備えてなり、
前記調整系統は、前記光源の照度に正比例したパラメータを有する信号を生ずる輝度検知器と、モータ及び不同透明度を提供するディスクを具備し、該光ビームから一透明度を選択して該光ビームが該輝度検知器に到来するよう、該モータが信号により駆動される輝度選択器とを備えてなり、
前記輝度選択器は、ホイートストン・ブリッジであって光ビーム照度を検知すると共に、前記光源の照度に正比例するパラメータを生ずる導光素子を備えてなり、
前記パラメータは、前記導光素子により検知された電流又はホイートストン・ブリッジにより検知された電圧である請求項１５又は１６に記載の光学エネルギー収集系統。
【請求項１８】
表示系統に相対的に移動して該表示系統を照明する光源と、
該光源の照明を収集する自動収集装置と
自動収集装置からの光学エネルギーを受取って映像を表示する表示系統とを備えてなる光学エネルギー収集系統。
【請求項１９】
装置に相対的に移動して該装置を照明する光源と、
該光源の照明を収集して光学エネルギーを提供する自動収集装置と、
該装置に到来した光学エネルギーをセンシングして制御する照明調整系統と、
該自動収集装置からの光学エネルギーを受取って映像を表示する表示系統とを備えてなる光学エネルギー収集系統。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明及び表示系統用の光源に関し、特に、経済的に光効率を表示又は照明系統の設計に供すると共に、目視者の照明背景に基づいて輝度を調整し、最も好適な視覚感受を提供できるように、毎日の不同時刻に最小の損耗で太陽及び不同補助光源から光学エネルギーを収集ろ過する光学エネルギー収集系統に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、一般の表示器光投影（Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：ＤＬＰ）エンジン２００に応用される光学エネルギー収集系統を示す機能ブロック図である。
光学エネルギー収集器は光線を楕円形反射器２１０に投影するランプ２０５を備えてあり、この楕円反射器２１０が反射光を色輪２３０にカバーされ、そしてカラー光源の機能を有する積分チャネル２２０にフォーカスする。投影された色彩光は、光線レンズ組２３５及びフィールド・レンズ２４０を透過してディジタル変調表示板２５０（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＤＭＤ）に位置する全内反射（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＴＩＲ）プリズム２４５に到達し、色彩映像表示系統の投影レンズ２６０により投影された映像  源を生ずる。
【０００３】
戸外表示系統を設計及び製造する技術者は、毎日の不同時刻及び多変の背景輝度に適用される光源を提供しているが、なお技術的な問題に面している。晴朗な白日では、太陽光からの照明が高強度であるゆえに明瞭背景により来した映像表示の退化を克服するために高強度の光源が要求される。
【０００４】
しかしながら、このような強烈な光源は夜になると適度に明るくなるので、戸外表示における鑑賞方面の快適感を提供できるために適度な調整が要求され、時には背景光線センシングを付加して光源の強度を調整する必要性が生ずる。この他に、太陽の高度な照明を克服するために、高パワーの光源も必要になる。これらの需要は、戸外表示系統のコスト及び操作の複雑度を増加するほか、高強度な光源は常にその他設計上の問題、例えば、光源の過熱及びその他安全の
顧慮を惹き起こしている。これゆえに、ディジタル表示技術は従来の技術に使用実施されていた映像表示よりもより多い利点を提供していると言えようが、これら困難がディジタル表示技術の戸外表示系統に応用される場合の制限因子となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、これら困難及び制限因子を克服するために、改良式光源、特に戸外ディジタル映像表示上使用される改良式光源が必要になってくる。本発明の主たる目的は、光源が直接太陽光から収集できる光学エネルギー収集系統を提供することにあり、これにより表示の輝度が実質的に背景光線に正比例するようにする。
本発明の次の目的は、センシング特徴の光学エネルギーから利益を取得し、戸外太陽収集器により収集・センシングされた太陽パワーに基づいて補助光学エネルギーを提供する光学エネルギー収集系統を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学エネルギー収集系統は、光エネルギーを映像表示用の表示系統に提供する光学エネルギー収集系統であって、
これを使用して該表示系統を周回して照射する背景光源からの光学エネルギーを収集することにより、該表示系統周囲の該背景輝度に基づいて、該光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整することを特徴とする。（請求項１に対応）
【０００７】
上記本発明の光学エネルギー収集系統において、該光学エネルギー収集系統はさらに、背景輝度太陽光からの光学エネルギーを収集して該背景光源とする太陽光輻射収集系統を備えてなる。（請求項２に対応）
【０００８】
また、本発明の光学エネルギー収集系統において、該太陽光輻射収集系統はさらに、該背景輝度太陽光からの太陽光を、光収集ポートに反射してフォーカスする放物線反射器を備えてなり、該光学エネルギー収集系統はさらに、該背景輝度太陽光より収集された光学エネルギーを補助するための補助光源からの光学エネルギーを収集する補助光学エネルギー収集系統を備えてなり、
該補助光学エネルギー収集系統はさらに、ランプと、このランプから光収集ポートに発射された光輻射を反射してフォーカスする楕円形反射器とを備えてなり、
該太陽光輻射収集系統はさらに、該背景輝度からの太陽光を前記光収集ポートにフォーカスさせるフレネルレンズを備えてなり、
該光学エネルギー収集系統はさらに、該太陽光輻射収集系統を回転支持する回転ベースを備えてなる。（請求項３に対応）
【０００９】
また、上記発明の光学エネルギー収集系統において、この光学エネルギー収集系統はさらに、該光学エネルギー収集系統に接続され、この光学エネルギー収集系統により収集された光学エネルギーが戸外の映像表示をするのに応用される戸外表示装置を備え、又は、
該光学エネルギー収集系統を支持してこの光学エネルギー収集系統により収集された光学エネルギーが不同戸外地点で戸外の映像表示をするのに応用される移動式戸外表示装置を備え、もしくは、
戸外表示面を有し、該光学エネルギー収集系統を支持すると共に、該収集系統により収集された光学エネルギーが不同戸外地点における戸外表示面での戸外の映像表示に応用されるトレーラ上に設置されたトレーラ表示装置を備えてなる。（請求項４に対応）
【００１０】
さらには、本発明に係る光学エネルギーの収集方法は、光学エネルギーを映像表示用の表示系統に提供する光学エネルギー収集系統において、該記表示系統に周回して照射する背景光源からの光学エネルギーを収集することにより、該表示系統周囲の背景輝度に基づいて該光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整することを特徴とする。（請求項５に対応）
【００１１】
また、本発明の太陽光からの光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統はさらに、太陽光収集器を最適な太陽光収集方向にガイド移動する太陽光追跡系統を備えてなる。（請求項６に対応）
【００１２】
上記本発明の光学エネルギー収集系統において、該光学エネルギー収集系統はさらに、表示器に伝送された太陽光学エネルギーの部分エネルギーをセンシングして制御する太陽光調整系統を備え、そしてこの太陽光調整系統はさらに、透明度を変化して不同太陽光エネルギーを光学エンジンに伝送する透明度変化装置を備えてなり、
該太陽光追跡系統はさらに、該太陽光収集器を不同の回転軸に沿って回転支持させることにより、太陽光収集器を最適な太陽光収集方向にガイド移動する回転ベースを備えてなり、
該太陽光収集器はさらに、該背景輝度からの太陽光を一光収集ポートに反射してフォーカスする放物線形反射鏡を備えてなり、
該光学エネルギー収集系統はさらに、該補助光源からの光学エネルギーを収集して該太陽光収集器により収集された補助光学エネルギーの補充に供する補助光学エネルギー収集系統を備え、そしてこの補助光学エネルギー収集系統はさらに、ランプと、このランプから前記光学収集ポートに射出された光学輻射を反射してフォーカスする反射鏡を備えてなり、
該太陽光収集器はさらに、太陽光を光学収集ポートにフォーカスするフレネルレンズを備えてなり、
該光学エネルギー収集系統はさらに、該太陽光収集器を支持して該光学エネルギー収集器により収集された光学エネルギーが不同戸外地点で戸外の映像表示をするのに応用される移動式戸外表示装置を備えてなる。（請求項７に対応）
【００１３】
さらには、本発明の光学エネルギー収集系統は光学エネルギーを映像表示用の表示系統に供する収集系統であって、
該表示系統を移動して照明する光源相対性表示系統と、
光ビームを収集して照明する光源照明自動収集装置とを備えてなる。（請求項８に対応）
【００１４】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統において、該光学エネルギー収集系統はさらに、該自動収集装置により収集された該照明の該光ビームを該表示系統に伝送する伝送装置を備えてなる。（請求項９に対応）
【００１５】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統において、
該光源は太陽であり、
該自動収集光学エネルギー系統はさらに、該照明の該光ビーム用の該収集装置を搭載する追跡系統を備え、この追跡系統は座標系統の軸に沿って回転するベースと、このベースにより支持され該収集装置を支持すると共に該座標系統の他の軸に沿って回転する支持器とを備えてなり、その中、
該ベースは第一のモータの第一の回転軸により駆動され、該支持器は第二のモータの第二の回転軸により駆動され、これら回転軸はそれぞれ座標系統の2座標軸に沿って位置し、これらモータはそれぞれ座標系統の２座標軸に沿って回転され、該座標系統は天文座標系又は直交座標系である。（請求項１０に対応）
【００１６】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統は更に、
該収集装置と伝送装置との間に設置して、該照明の光ビームからのＵＶ光線をろ過するＵＶろ過器を備え、そしてこのＵＶろ過器は該収集装置に塗布される。（請求項１１に対応）
【００１７】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統はさらに、該収集装置と伝送装置との間に設置して当該照明の該光ビームからのＩＲ光線をろ過するＩＲろ過器を備え、そしてこのＩＲろ過器は該収集装置上に塗布される。（請求項１２に対応）
【００１８】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統において、
該収集装置は集光レンズ又は放物線形反射器であり、
該光学エネルギー収集系統はさらに、該表示系統における少なくとも一光源を備え、該表示系統は投影機である。（請求項１３に対応）
【００１９】
さらには、本発明の光学エネルギー系統は装置の移動に対応して該装置を照明する光源と、この光源により照明され、該光源の輝度を収集して光学エネルギーを提供する自動収集装置と、該装置の該光学エネルギーをセンシングして制御する照明調整系統とを備えてなる。（請求項１５に対応）
【００２０】
上記発明の光学エネルギー収集系統において、該伝送装置はオプチカル・ファイバーである。（請求項１４に対応）
【００２１】
また、上記発明の光学エネルギー収集系統において、該光学エネルギー収集系統はさらに、該自動収集装置により収集された該照明の該光ビームを該表示系統に伝送する伝送装置を備えてなる。（請求項１６に対応）
【００２２】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統において、
該光源調整系統は、該照明の該光ビームをセンシングするセンシング系統と、該照明の該光ビームを調整する調整系統とを備えてなり、
該センシング系統は、モータおよび不同透明度を有するディスクを備えた輝度選択器と、該輝度選択器からの光を２不同光ビームに分離する光ビーム分離器と、この光ビーム分離器により分離された光ビームの照度を検知する輝度検知器とを備えてなり、
該調整系統は、該光源の照度に正比例したパラメータを有する信号を生ずる輝度検知器と、モータ及び不同透明度を提供するディスクとを備え、該光ビームから一透明度を選択して該光ビームが該輝度検知器に来るように、該モータが該信号により駆動される輝度選択器とを備えてなり、
該輝度選択器は、ホイートストン・ブリッジであって光ビーム照度を検知すると共に、該光源の照度に正比例する信号パラメータを生ずる導光素子を備えてなり、
該パラメータは、該導光素子により検知された電流又はホイートストン・ブリッジにより検知された電圧である。（請求項１７に対応）
【００２３】
さらには、上記本発明の光学エネルギー収集系統は、該表示系統に相対的に移動して該表示系統を照明する光源と、該光源の照明を収集する自動収集装置と、該自動収集装置からの光学エネルギーを受取って映像を表示する表示系統とを備えてなる。（請求項１８に対応）
【００２４】
また、上記本発明の光学エネルギー収集系統は、装置に相対的に移動して該装置を照明する光源と、
該光源の照明を収集して光学エネルギーを提供する自動収集装置と、この装置に到来した光学エネルギーをセンシングして制御する照明調整系統と、該自動収集装置からの光学エネルギーを受取って映像を表示する表示系統とを備えてなる。（請求項１９に対応）
【００２５】
このように本発明は、背景照明から光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統を提供したので、光線強度を実質的に背景照明と正比例して改変することにより、上記の困難を解消することができる。
【００２６】
また、経済的で高効率の太陽光学エネルギー収集系統を提供することにより、太陽エネルギーを収集ろ過し、太陽光を映像表示系統用の可視光内にフォーカスさせる。光源の強度が実質的に背景照明と正比例するので、太陽光がフォーカスされ表示系統の光源に伝送された時に、この光源は戸外の大型表示器に対して極めて有用となる。また、太陽光が強いと背景照明度も高くなり、高強度な映像表示を提供することができると共に、照明エネルギーを浪費しない状況下で好適な視覚感受を提供することができる。
【００２７】
また、上記本発明の技術的手段により、新規な表示系統用の光源が提供され、この光源は、太陽光光学エネルギー収集器と灯光収集器との間で補助機能を有しているので、映像表示系統の光源が弾性的に制御され、快適に目視できる適宜な輝度を達成することができる。このような補助的光学エネルギーは、太陽光が陰暗な日又は日没時に非常に便利に使用されるので、高度な照明又は黒暗の状況下であるか否かを問わず、いずれも目視者をして快適に戸外表示器を目視せしむことができる。
【００２８】
また本発明により、太陽輻射からの可視光源が提供され、本発明の光収集系統により収集された光学エネルギー中の紫外線及び赤外光がフィルタリングされるので、不可視及び潜在的に健康に有害な輻射が除去され過度に映像表示系統中に印加することなく、一歩進んで経済及び環境保護表示系統の機能及び実用性を強化することができる。
【００２９】
要するに、本発明は光学パワーを映像表示用の表示系統に提供する光学エネルギー収集系統及び方法に関し、これを使用して表示系統に周回して照射する背景光源からの光学エネルギーを収集ことにより、該表示系統周囲の背景輝度に基づいて、光学エネルギー収集系統により該表示系統に提供された照明用の光学エネルギーを自然的に調整することを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、好適な実施例を挙げて添付図面を参照しながら、本発明をより具体的に詳述する。
図１（ａ）は、背景照明、例えば太陽光からの光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統の機能ブロック図である。図に示すように、光学エネルギー収集系統１００は放物線形反射器１１０と、フィルタ１１５と、オプチカル・ファイバ１２０とにより構成されてなり、紫外線（ＵＶ）及び赤外線（ＩＲ）フィルタ１１５を経過してオプチカル・ファイバ１２０上に反射してフォーカスされる前に不可視光線がろ過された太陽光を、オプチカル・ファイバ１２０上にフォーカスする。ろ過された後の可視光線のみの光は、その後を続いてオプチカル・ファイバ１２０から導波器又はオプチカル・ファイバ１２５を経由して光出力ポート１３０に伝送される。
【００３１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す放物線形反射器の代りにフレネルレンズを使用した実施例を示す図である。このフレネルレンズ１１１により入射された太陽光１０５がオプチカル・ファイバ１２０上にフォーカスされる。特に、図１（ｃ）に示されるように、フレネルレンズ１１１は６２０ｍｍの幅及び５９０ｍｍの長さを有し、かつ、７０６ｍｍの焦点距離を有する。
【００３２】
図２は、図１（ａ）〜（ｃ）に類似した光学エネルギー収集系統１００’を示す図である。この図に示すようにこの収集系統１００’には互いに平行なホ物線形反射器１１０、１１０’があり、これにより反射された太陽光がオプチカル・ファイバ１２０及び１２０’を経由して収集される。収集・ろ過された可視光線はその後を続いて延長オプチカル・ファイバ１２５及び１２５’を経由して出力ポート１３０に伝送される。
【００３３】
表１は、一日内の不同時刻において収集された光学エネルギーを示すものであり、その中単位“Ｌｕｘ”の照明は照明センサＭｉｎｏｌｔａ  Ｔ−１０により計測される。表１に見るように、一日内の不同時刻において表示系統に提供された光パワーは実質的には背景輝度に基づいて正比例に変化するので、戸外表示器に快適な視覚感受を提供させると共に、強光を克服するために強背景照明を使用しなければならない大パワー光源上の浪費を回避することができる。
【００３４】
【表１】
2005055857.tif 000003
【００３５】
図３は、図１（ａ）〜（ｃ）に類似した他種の光学エネルギー収集系統１００’’を示す図である。この収集系統１００’’を図１の光学エネルギー収集系統１００と比較すれば、該収集系統１００’’には２個の平行放物線形反射器１１０、１００’を具備しているほかに、更に光線を楕円形反射器１４０に投射するように補助光源として使用されるランプ１３５を有しており、このランプ１３５は反射光が延長を介して光出力ポート１３０に伝送されるように、反射してオプチカル・ファイバ１５０にフォーカスされる。図４は、図１（ａ）〜（ｃ）に類似した他種の光学エネルギー収集系統１００’’’を示す図である。この収集系統１００’’’を図１の光学エネルギー収集系統１００と比較すれば、該収集系統１００’’’は元来の延長オプチカル・ファイバ１２５を３個のオプチカル・ファイバ１２５−１、１２５−２、及び１２５−３に区分して、光源を３個の光出力ポート１３０−１、１３０−２、１３０−３に提供するものである。
【００３６】
図６は、選択に供することができる光学エネルギー収集系統を示す図である。この光学エネルギー収集系統は、同一なＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）エンジン２００’中で実施され、ランプを光源として利用している。この光学エネルギー系統は太陽光エネルギー光線収集系統であり、ＵＶ及びＩＲフィルタ２１２を経過した太陽光はオプチカル・ファイバ２１５に反射してフォーカスされ、そしてこのオプチカル・ファイバ２１５は既にろ過された可視光線を丁度積分チャネル２２０に位置するオプチカル・ファイバ・ポート２１８に伝送する。図７は新規な光学エネルギー収集エンジンを示し、放物線形反射器２１０’により太陽光からの光学エネルギーを収集すると共に、放物線形反射器２１０により補助光源からのランプの光学エネルギーを収集する。図８は本発明の他のＤＬＰエンジン、及び複数のランプ２０５−１、２０５−２、２０５−３、２０５−４を光源として使用された平行多重光源より収集した光学エネルギーを示す図である。これは表示系統の結合光源として使用される。また、該ＤＬＰエンジンは太陽光が不足又は太陽光のない曇りの期間に太陽光エネルギー収集器を補助するために使用される。
【００３７】
図９（ａ）は、別タイプのＤＬＰエンジンの構造を示す図である。その中、図１（ａ）〜（ｃ）ないし図４に示されたような太陽光から収集した光はレーザー・ダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールにより処理され、赤、グリーン及びブルー（Ｒ，Ｇ，Ｂ）光線が丁度整合チャネル側に設置されたオプチカル・ファイバ２１８に投射され、色彩光が表示投影系統に提供される。図９（ｂ）及び図９（ｃ）はそれぞれ図９（ａ）のオプチカル・ファイバ２１８に実施される単心単被覆オプチカル・ファイバ２１８−１及び多心多被覆オプチカル・ファイバ２１８−２を示す図である。
【００３８】
図１０（ａ）は、本発明の太陽光追跡系統を示す図である。この太陽光追跡系統はベース２７０と、回転軸２７５と、光収集器２８０とにより構成されてなり、該ベース２７０により光収集器２８０を回転軸２７５上に支持している。太陽光の収集効率を最適な状態にさせるために、ベース２７０及び太陽光収集器２８０にＸ−Ｙ−Ｚ軸の中少なくとも２軸に沿って回転する弾性を持たせるようにしている。
比較的好適な実施例においては、ベース２７０はＺ軸に沿って回転し、そして太陽光収集器２８０はＸ軸に沿って回転する。また、地球が地球の周りを回転・移動しているので、一日の不同時間に太陽を追跡してそれを集中するように、ベース２７０および太陽光収集器２８０の回転が提供される。モータ（図示せず）は、太陽光追跡系統のベース２７０の回転に使用される。このモータは太陽光収集案内装置（図示せず）により制御・駆動される。この太陽光収集案内装置には、太陽収集器の最適方向を決定するために、太陽光収集系統、赤道座標及び太陽光収集の期日及び時間などを含む天文データのプログラムを実行・使用するプロセッサが備えられている。太陽光収集案内装置はさらに、直接太陽光収集器より得られた即時太陽光収集データを受信する即時帰還系統を備えてあり、これにより受取られた太陽エネルギーが最適であるように、一歩進んでベース及び収集器の方向を微調整および調整する。
【００３９】
図１０（ｂ）は、赤外線（ＩＲ）が塗布されたフィルタ３１０のフレネルレンズ３０５により実施される別の光学エネルギー収集系統３００を示す図である。フレネルレンズ３０５上にはＩＲフィルタ３１０が塗布されてあり、太陽光３２０を、被反射光ビーム３２５をオプチカル・ファイバ３３０に反射するミラー３１５上にフォーカスする。フレネルレンズ３０５及びＩＲフィルタ３１０は回転枢軸回りを回転できる回転可能フレーム３５０に支持固定されている。ミラー３１５も回転枢軸３６０回りを回転できる。図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）はフレネルレンズ３０５とミラー３１５との間において、一日内の不同時刻の相対的回転角度を示す図であり、フレネルレンズ３０５及びミラー３１５はこれら角度において最大量な光学エネルギーを収集するために太陽を追跡する。同時にミラー３１５は収集された太陽光をオプチカル・ファイバ３３０に反射させるためにフレネルレンズ３０５の回転に対応して回転する。図１０（ｅ）及び図１０（ｆ）はミラー３１５とフレネルレンズ３０５との間の回転角度の関数関係を示す図である。図１０（ｅ）は昼の太陽光がフレネルレンズ３０５上に垂直に投射された時のミラー３１５の角度位置を示し、図中、ミラー３１５とフレネルレンズ３０５のエッジから投射された焦点光ビーム３２０’の方向との間に傾斜角度θ０が存在している。図１０（ｆ）では、フレネルレンズ３０５が△φ回転しているのを示しているが、ミラー３１５とフレネルレンズ３０５のエッジから投射された焦点光ビーム３２０’との間の角度θ’０  は０度よりも大きくなければならない。同時に、フレネルレンズ３０５が△φ回転した時、ミラー３１５は△φ／2回転しなければならない。従って、θ−△φ＋（△φ／2）＞０、かつ、フレネルレンズの許容できる最大角度の回転は２θ０  であり、ミラー３１５の許容できる最大角度の回転はθ０  である。同時に、光学エネルギーの収集の改善をするために、オプチカル・ファイバ３３０は一端が比較的大きく、他端が比較的小さい棒体に形成されている。すなわち、ミラー３１５に面するところに比較的大きな末端を有し、この末端から横断面領域が徐々に小さくなるオプチカル・ファイバに形成されることにより、一般のオプチカル・ファイバにカップリングして、収集された光学エネルギーを光学エンジンに伝送し、該太陽光収集系統に同一光源のような機能を達成させ得るようにする。
【００４０】
図１１は、本発明の太陽光調整系統を示す図である。この太陽光調整系統における光輝度検出器４１０、例えばホイートストン・ブリッジは２個の抵抗４１３と、可変抵抗４１６と、導光素子４１４と、導線４１２とを備えてなり、これにより検出された光線輝度の信号に対応するように光線の照明を検出する。光輝度選択器４００はモータ４０２と、不同透明度を有するディスク４０４とを備えてなり、これにより光輝度検出器４１０に対応する信号を不同輝度レベルのフィルタに提供する。光分離器４０６は１０％の太陽光を輝度検出器４１０（例えばホイートストン・ブリッジ）及び導光素子４１４に反射させて、太陽光の輝度を検出する。そして９０％の太陽光はＤＬＰエンジン４２０に伝送される。また、太陽光の輝度が所定値よりも低い場合、可変抵抗４１６は該所定値を設定するために設置され、モータ４０２はディスク４０４を最適な透明度までに駆動して、太陽光がＤＬＰエンジンに伝送されるように調整する。
【００４１】
図１２は本発明の移動式表示系統５００の新配置を示し、前記図１ないし図１１中に示された光収集系統３００及び太陽収集器により実施される。該移動式表示系統５００は一後方領域を有する車両４６０上に搭載され、この後方領域はスクリーン４３０の表示領域として利用される。該スクリーン４３０は映像表示用として働き、車両４６０上に架設された無線信号受信器により受信された映像信号を利用することにより映像が表示される。該車両４６０にはその片側に引戸４７０が設置され、該引戸４７０を引き下してスクリーン４３０を覆い保護する。プラットホーム４２５はモータ（図示せず）の制御により車両５００の上端に上昇して太陽光を受光し又は車両４６０のトレーラ内に下げて保護され、もしくは不同戸外地点に運送して投映する。
【００４２】
上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１ａ】背景照明、例えば太陽光からの光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統の機能ブロック図である。
【図１ｂ】フレネルレンズにより、例えば太陽光からの背景光源を収集する光学エネルギー収集系統を示す図である。
【図１ｃ】フレネルレンズを示す図である。
【図２】本発明の平行背景照明、例えば太陽光からの光学エネルギーを収集する別の光学エネルギー収集系統を示す図である。
【図３】本発明の背景照明源、例えば太陽光及びランプを使用した補助光源から光学エネルギーを収集する別の光学エネルギー収集系統を示す図である。
【図４】本発明の背景照明源、例えば太陽光から光学エネルギーを収集しこれを複数の光出力ポートに伝送する光学エネルギー収集系統を示す図である。
【図５】ランプを使用した従来の光学エネルギー収集系統、即ち色彩映像表示系統のＤＬＰエンジンを示す図である。
【図６】太陽光から光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統、即ち色彩映像表示系統のＤＬＰエンジンを示す図である。
【図７】本発明の、太陽光及びランプから光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統、即ち色彩映像表示系統のＤＬＰエンジンを示す図である。
【図８】本発明の、複数個ランプから光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統、即ち色彩映像表示系統のＤＬＰエンジンを示す図である。
【図９ａ】本発明の、太陽光から光学エネルギーを収集する光学エネルギー収集系統、即ち色彩映像表示系統のＤＬＰエンジンを示す図である。
【図９ｂ】被覆棒を示す図である。
【図９ｃ】オプチカル・ファイバ棒を示す図である。
【図１０ａ】太陽に向って追跡及び回転する太陽光収集器に用いられる太陽光追跡系統を示す透視図である。
【図１０ｂ】フレネルレンズ及び回転中心と被覆棒とを有するミラーを示す図である。
【図１０ｃ】太陽光とミラーとの間の角度を示す図である。
【図１０ｄ】図１０ｂの不同位置を示す図である。
【図１０ｅ】昼時のミラーの角度位置を示す図である。
【図１０ｆ】フレネルレンズが△φ回転するのを示す図である。
【図１１】本発明の太陽光調整系統を説明する図である。
【図１２】図５以外の図１ないし図１１のように配置された太陽光収集系統の移動式戸外表示系統を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、１００’、１００’’、１００’’’、３００：光学エネルギー収集系統
１０５、３２０：太陽光
１１０、放物線形反射鏡
１１１、３０５：フレネルレンズ
１１５、１１５’：フィルタ
１２０、１２０’、１５０、２１５、３３０：オプチカル・ファイバ
１２５、１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５’、１６０：延長オプチカル・ファイバ
１３０、１３０−１、１３０−２、１３０−３：出力ポート
１３５、２０５、２０５−１、２０５−２、２０５−３、２０５−４：ランプ
１４０：楕円形反射鏡
２００、２０６、４２０：表示器光投影エンジン（ＤＬＰエンジン）
２１０：反射器
２１２、３１０：フィルタ
２１８、２１８−１、２１８−２：オプチカル・ファイバ・ポート
２２０：積分チャネル
２３０：色輪
２３５：光線レンズ
２４０：フィルドレンズ
２４５：プリズム
２５０：ディジタル変調表示パネル
２６０：投影レンズ
２７０：ベース
２７５：回転軸
２８０：光収集器
３１５：ミラー
３２６：焦点光ビーム
３２５：反射光ビーム
３５０：回転可能フレーム
３６０：回転枢軸
４００：光学輝度選択器
４０２：モータ
４０４：ディスク
４０６：光分離器
４１０：光学輝度検出器
４１２：導線
４１４：導光素子
４１３：抵抗
４１６：可変抵抗
４２５：プラットホーム
４３０：スクリーン
４４０：光学輝度制御器
４６０：車両
４９０：無線電信号受信器
５００：移動式表示系統
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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